chapter8phasetransformation(編輯修改稿)
2024-11-17 16:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 p (0 RTqnQ SL ??? ?質(zhì)點由 固相向液相 遷移的速率： )e x p (0 RT qGnQ LS ＋???? ?質(zhì)點由 液相向固相 遷移的 凈 速率： )]e x p (1)[e x p (n 0 RT GRT qQ ????? ?線性生長速率 ???nBRTqTTHG???????)/e x p(/00?)]e x p (1)[e x p (n 0 RT GRT qQu ?????? ???界面層的厚度 討論： a. 當 T ? T0， 即 ? T?0， ?GRT，則 20RTTHBu ??? ?。，即說明在高溫階段， ?????? uT,Tub. 當 TT0， 則 ?GRT,此時 ?Bu ?此時，生長速率達 極大值 ，一般約在 105cm/s范圍。 線性生長速率 )]e x p(1[)]e x p(1.[0 RTGBRTTTHBu ????????? ??T?logu 出現(xiàn)峰值原因 ： 高溫階段主要由液相變成晶相的速率控制，增大 ?T 對此過程有利，故 u 增大。 低溫階段主要由相界面擴散控制，低溫不利于擴散，故 u 降低。 2）實際晶體的螺位錯生長機構(gòu) U∝ （ ΔT） 2 螺位錯生長示意圖 針狀莫來石晶體的螺位錯生長 實例 1 碳化硅晶體的螺位錯生長 實例 2 總結(jié)晶速率 表示方法： 的關(guān)系式?！?t VV ?推導： 相相 ?? ?t=0 V 0 t=? V?=VV ? V? 在 dt 時間內(nèi)形成新相的粒子數(shù) dtVN ?? VI＝假設(shè)新相為球狀，生長速率 u 為常數(shù)，在 dt 時間形成新相體積為 3)(34.. utdtVIVNdVV????? ??轉(zhuǎn)變初期 V?＝ V V d tItud VV 3334 ?? ?在 t 時間內(nèi)產(chǎn)生的新相的體積分數(shù) ?? t V dttuIVV0 3334 ??假設(shè) IV、 u 與 t 無關(guān)。 4331 tuIVVV?? ＝校正 ： (1) 阿弗拉米對相變動力學方程作了適當?shù)男Ｕ?，導出公? ]31e xp [ 1 43 tuIVV V?? －＝在相變初期，轉(zhuǎn)化率較小時， 4331 tuIVVV?? ＝(2) 考慮時間對兩個速率的影響，導出的關(guān)系式為 )e xp (1 nktVV ??＝? n:阿弗拉米指數(shù) )e xp (1 nktVV ??＝?討論 ： (1) 當 IV隨 t 減少時， 3? n ? 4 (2) 當 IV隨 t 增大時， n 4 阿弗拉米方程的用途： 研究屬于擴散控制的轉(zhuǎn)變 蜂窩狀轉(zhuǎn)變，如：多晶轉(zhuǎn)變 。 轉(zhuǎn)變?nèi)A段 ： 誘導期 (IV 影響較大 ) 自動催化期 ( u 影響較大 ) 相變后期，轉(zhuǎn)化率達 100％。 析晶過程 T?u IV u IV A B Iv u 圖 1 熔體的成核速度 (Iv) 與晶體生長速度 ( u ) 曲線 溫度Iv u 圖 2 對應的燒成曲線時間溫度應用舉例 Iv u 溫度 速度 b 成核與生 長溫度 時間 溫度 Iv u c 溫度 速度 d 成核溫度 生長溫度 時間 溫度 A B C 影響析晶能力的因素 (1) 熔體的組成 從相圖分析 結(jié)論 ：從降低熔制溫 度和防止析晶的角度出發(fā)，玻璃的 組分應考慮 多組分 ，并且其組成應 盡量選擇在 相界線 或共熔點附近 。 (2) 熔體的結(jié)構(gòu) 熔體的析晶能力的兩個主要決定因素： 熔體結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡斷裂程度 (堿金屬含量高 ) 熔體中所含網(wǎng)絡變性體及中間體的作用 (含量不多 ) ?粘度小 ?擴散作用強 ?有利于原子的定向排列 ?有利于析晶 ?堿金屬含量高 (3) 界面情況 相分界面 是熔體析晶的必要條件。 ?1）分相為釉熔體形成晶核提供推動力 ? 例如：鐵紅釉 ?3）分相使其中的一相某物質(zhì)濃度更大 ?4）分相的界面為析晶提供有利部位 ?5）分相后其中的一相具有比均勻母相更大的原子遷移率 ?A：貧鐵區(qū) ?B：富鐵區(qū) ?C：貧鐵區(qū) ?D: 結(jié)晶晶體 2）分相使分解的液相比原始相更接近化學計量 (4) 外加劑 作用機理 ：在晶核表面引起不規(guī)則性 (相當于晶核作 用 )增加界面處的流動度 應用：合成陶瓷顏料晶體時常 加入少量礦化劑 167。 7－ 3 玻璃的分相 內(nèi)容 ： 一、相圖的熱力學推導 二、分相現(xiàn)象與駝峰曲線 三、兩種分相機理 四、分相范圍及分相實質(zhì) 五、分相對材料性質(zhì)的影響及分相應用 一、相圖的熱力學推導 推導步驟： 任取一溫度，假定體系可能以多種方式存在； 計算每一 種方式的 自由能－組成 曲線； 比較它們的自由能，其 自由能最小 的存在方式就是相圖中實際存在的情況； 在所有溫度下重復上述工作。 (一 ) 自由焓組成曲線 二元系統(tǒng)可能存在的狀態(tài)
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